Устройство для синхронного управления приводами

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социапистических республик(22) Заявлено 230379 (21) 2739776/18-24 с присоединением заявки йо(23) Приоритет -Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может найти применение для обеспечения синхронного перемещения или вращения механичес 5 ки не связанных друг с другом исполнительных органов-регуляторов.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее многообходной датчик угла - синусно-ко синусный вращающийся трансформатор, приемник углового перемещения с исполнительным двигателем на валу 1.Статорные обмотки вращающихся трансформаторов- датчиков объединены трехпроводной линией перекрест ной связи каналов управления, обмотки возбуждения их подключены к сети переменного напряжения, а квацратурные обмотки, развернутые относительоно обмоток возбуждения на 90 - к 20 первым входам соответствующих блоков сравнения. Формирователями синхросигналов в известном устройстве яв" ляются сами датчики угла; а непосредственными источниками синхросигналов - их квадратурные обмотки. Синх- росигнал в каждом канале управления пропорционален синусу угла рассогласования между датчиком угла этого Канала и средним угловым положением 30 датчиков всех остальных каналов.За счет совмещения в каждом датчике угла также функции формирователя синхросигнала благодаря использованию конструктивной особенности синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, схема известного устройства обладает предельной простотой, Однако в большинстве известных многообходных датчиков угла (реостатных, емкостных, пневмогидравлических, фотоэлектрических и т.п.) совмещениеприведенных функций неосуществимо, что ограничивает область применения, устройства.Другим недостатком устройства является невозможность оперативного изменения в нем взаимного расположения синхронно управляемых сервоприводов (связанных с ним исполнительных органов), что ограничивает функ"- циональные возможности устройстра, как элемента системы многосвязного регулирования. Необходимость в коррекции положения сервоприводов или их датчиков положения возникает при замене одного из перечисленных элементов на резервный, как правило,. яе вполне идентичный заменяемому даже в устройстве с фиксированным относительным сдвигом синхронно управляемых исполнительных органов.Цель изобретения - расширение,функциональных воэможностей и области применения.Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство, содержащее в каждом канале управления последовательно соединенные многообходной,датчик угла, фазовращатель, формирователь сиихросигналов и блок сравнения, второй вход которого подключен 10к источнику управляющего сигнала,введены три сумматора, три элементасравнения и в каждый канал управления два вентиля, причем три выходафазовращателей соединены с первыми,вторыми и третьими входами формирователей синхросигналов и со входамисоответственно первого, второго итретьего сумматоров, выход первогосумматора подключен к первым входампервого и третьего элемента сравнения и к четвертым входам формирователей синхросигналов, выход второгосумматора - к первому входу второгои к второму входу первого элементовсравнения и к пятым входам формирователей синхросигналов, выход третьего сумматора - к вторым входам второго и третьего элементов сравненияи к шестым входам формирователейсинхросигналов, седьмые, восьмые и30девятые входы которых подключены квыходам соответствующих элементовсравнения, и в каждом канале управления выход формирователя синхросигналов соединен через первый вентиль.с управляющим входом фазовращателя, а выход блока сравнения через второй вентиль - с соответствующим приводом.Кроме того, формирователь синхросигналов состоит из четвертого, пятого и шестого элементов сравнения,трех умножителей, выходами подключенных к четвертому сумматору, выход которого подключен к выходу формирователя синхросигналов, первыевходы элементов сравнения подключены к первому, второму и третьемувходам формирователя синхросигналов,четвертый, пятый и шестой, входы которого подключены к вторым входамэлементов сравнения, выходы которыхподключены соответственно к первымвходам блоков умножения, вторые входы которых подключены к седьмому,восьмому и девятому входам формирователя синхросигналов,Устройство работоспособно при использовании в сервоприводах многообходных датчиков любого известноготипа, но в устройствах промышленнойавтоматики наибольшее применениев качестве датчиков угла нашли сельсины. Фазовращатель может быть выполнен в виде диФференциального сельсина,На чертеже показано предлагаемоеустройство.Каждый канал управления (на чертеже показаны лишь два канала) содержит сервопривод 1 с многообходныМ датчиком 2 углового положения его рабочего вала - сельсином, фазовращатель 3 выходных сигналов датчика,выполненный на дифференциальном сельсине 4 и кинематически связанном с ним реверсивном двигателе 5, форми,рователь 6 синхросигнала, выполненный на элементах сравнения 7,8 и 9, умножителях 10,11 и 12 и сумматоре 13, блок 14 сравнения и два вентиля 15 и 16. Общие для всех каналов цепи перекрестной связи выполнены на сумматорах 17, 18 и 19 и элементах сравнения 20,21 и 22.Обмотка возбуждения сельсина-датчика 2 подключена к сети переменногонапряжения 0., а обмотка синхронизации - к первичной обмотке дифференциального сельсина 4. Обмотка синхронизации сельсина 2, а также первичная и вторичная обмотки дифференциального сельсина 4 имеют по три вывода - по числу пространственно-модулируемых параметров датчика. Первые входы элементов 7,8,9 подключены соответственно к первому, второму и третьему выводам вторичной об" мотки сельсина 4, а выходы - к первым входам элементов соответственно 10,11,12. Входы сумматора 13 подключены к выходам элементов 10,11,12, а выход - к сигнальному входу вентиля 16 и к первому входу блока 14, второй вход которого подключен к источнику управляющего сигнала П . Выход вентиля 16 подключен к входу реверсивного двигателя 5. Вход вентиля 15 подключен к выходу блока 14, а выход - к входу сервопривода 1Запирающие входы вентилей 15 и 16 подключены к источнику сигнала Ур, определяющему режим работы устройства, При Бр=1 предлагаемое устройство находится в режиме синхронного управления сервоприводами по сиг" налу Оц, тогда все вентили 15 открыты, а вентили 16 - закрыты. ПриБр=0 устройство переходит в режим автоподстройки и индивидуального управления сервоприводами (цепи индивидуального управления сервоприводами не показаны), тогда вентили 16 открыты, а вентили 15 - закрыты.Входы сумматора 17 подключены к первым выводам всех сельсинов 4, а выход - к первому входу элемента 20 и ко второму входу элемента 22. Входы сумматора 18 подключены ко вторым выводам всех сельсинов 4, а выход - к первому входу элемента 21 и ко второму входу элемента 20, Входы сумматора 19 подключены к третьим выводам всех сельсинов, а выход - к первому, входу элемента 22Н момент.,включения сервоприводы 1находятся в некотором произвольномсостоянии, при котором сельсины-датчики 2 занимают угловое положением(а дифференциальные сельсины 43=1,2 - порядковый номер каналауправления. При этом, если сигналОр = О, вентили 16 открыты, венти"ли 15 закрыты и сервоприводы 1 остаются неподвижными (их входы закрыты). Напряжение на первом, второми третьем выходах 3-го (любого) сельсина-датчика 2 записаны в виде011 = Ооя 1 па.;)Оц = Оряхп (сь+120 ); (1)4 = Ооя 1 п (е +240 );а однойменные напряжения на выходахдифференциального сельсина 4 в видеОц КОояп(3 1 )Ъ = КОоя 1 п(д, - Р + 120 ); (2)ОЭд = КОоя 1 п(с 1 -1 Ъ + 240 ),где Оф - амплитуда огибающей напряжения на фазах обмотки синхронизациидатчика 2, а К - коэффициент трансформации между первичной и вторичной обмотками сельсина 4. В соответствии с логикой работы устройства,записываем выражения для напряженийна выходах сумматоров 17,18 и 19:и0.1 = -О02 = - С 02;1 о(3)П -л1 кЪ= -1п 9и = 2,3,4 - число каналов управления; выражения для напряженийна выходах элементов сравнения 20,21 и 22;012 = О 1 02)0 Е = 02 - ОЗ) (4)091 = 03 -Выражения для напряжений на выходах элементов сравнения 7,8 и 9:% = Оч - 01О = 02 д О (5)1 А 1В 09 ОаВыражения для напряжений на выходахумножителей 10,11 и 12:1 ИОЧОИ)1 И) 1 Д 1Оу = Оц ф Од 1 г1 д 1О -= О 02й(9) 55 при увеличении модуля 01 вязе определенного порогового значения вся группа сервоприводов приходит в движение., Вследствие некоторой иеидентичности сервопривадов или различия нагрузок мгновенные скорости движе,ния их оказываются разными. Равенство (9) нарушается и на выходах формирователей б появляются синхросигналы. При этом полярность их такова, 65 что результирующие сигналы на вхо(6) и к второму входу элемента 21. Выходы сумматоров 17,18 и 19 подключены также ко вторым входам элементов 7,8 и 9 соответственно всех каналов управления, а выходы элементов 20,21 и 22 - ко вторым входам элементов 12,10 и 11 соответственно всех каналов управления.Устройство работает следующим образом. Выражение для напряжения на выходе .сумматора 13 3-го канала:1 м 1 1 м 1 м 100 01 О 2) +ОЙц(7)После последовательной подставкизначений пеРеменных 0 ,02,01 д (2) 5 в выражения (3) - (7), получаетсяследующая форма сигнала ООс = Кс 0 оя 1 п д 3, (8)где К - коэффициент пропорциональности, а ЬЗ - разность между значе- О нием угла ( -Р ), отнесеннрга,к.,сельсинам 2 и 4 данйого ц-го канала, и средним значением от углов та"кого же вида, по отнесенным к парамсельсинов 2 и 4 всех каналов управления в целом, Напряжение Ос в каждом (3-ом) канале управления рассматриваемого устройства являетсясинхросигналом и имеет такую жеформу, как и синхросигналы в известном устройстве. Существенная раз ница состоит в том, что в предлагаемом устройстве этот синхросигналполучен от многообходных датчиковугла любого типа.Таким образом, установлено, что 25 при включении устройства в режимеавтоподстройки (Ор = О), на выходахформирователей 6 всех каналов управления появляются синхросигналы вида (8). Так как вентили 16 в данном 3 О режиме открыты, то синхросигналыпоступают к входам реверсивных дви"гателей 5. Двигатели приходят в движение, поворачивая роторы сельсинов4 до тех пор, пока каждый из них не 35 установится в положение, при котором справедливо равенство1 11=.1 1=" =11 11С момента выполнения равенства(9) синхросигналы на выходах Форми рователей б становятся равными нулюи движение реверсивных двигателей 5прекращается. Устройство гбтово к,переходу в режим синхронного управления сервоприводами 1.При изменении сигнала режима на0 р = 1 вентили 16 запираются, вентили 15 открываются и входы сервоприводов 1 оказываются подключеннымик выходам соответствующих блоков 14сравнения. Сигнал на выходе каждогоиз этих блоков равен либо алгебраической сумме сигнала Ои 0, либоявляется некоторой нелинейной Функцией этих сигналов в зависимости от логики работы блоков 14. Практически, 868814, дах отстающих" сервоприводовувеличиваются, на входах опережающих - уменьшаются, скорости сервоприводов выравниваются и движениеих, в среднем, происходит синхронно.При уменьшении управляющего сигналаниже .порогового значения сервоприводы останавливаются. Взаимное расположение синхронно управляемых сервоприводов в прилагаемом чертежеможет быть сравнительно быстро изменено в любых пределах. Для этогоустройство переводится в режим автоподстройки, а сервоприводы - по цепям индивидуального управления (непоказаны) - устанавливаются в требуемое положение. При этом реверсивные, 15 двигатели 5 практически мгновеннообрабатывают возникающий разбаланс в парах датчик - дифференциальныйсельсин до выполнения равенства(9).Таким образом, после перевода уст- щройства в режим синхронного управления движение сервоприводов происходит уже с вновь установленным их взаимным расположением.Приемники угловых перемещений 3 выходных сигналов датчиков выполнены полностью на элементах электроники. Элементы 7,8 и 9 сравнения выполнены на трансформаторах напряжения. При этом первый вывод первичной обмотки каждого трансформатора 30 является первым входом соответствую" щего элемента сравнения, а выводы вторичной обмотки - его выходом, Вторые выводы первичных обмоток трансФорматоров - вторые входы всех одно именных элементов сравнения - электрически объединены.Предлагаемое изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет более оперативного из О менения взаимного расположения управляемых сервоприводов, дает возможность получить синхросигналы от реостатных, емкостных, пневмогидрав" лических фотоэлектрических датчиков угла, что расширяет область применения устройства.Формула изобретения1. Устройство для синхронного управления приводами, содержащее в каждом канале управления последовательно соединенные многообходной датчик угла, фазовращатель, Форми, рователь синхросигналов и блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных воэможностей и области применения устрой"тва в него введены трисумматора, три элемента сравненияи в каждый канал управления два вентиля, причем три выхода фазовращателей соединены с первыми, вторымии третьими входами формирователейсинхросигналов и со входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора подключен к первым входам первого и третьего элемента сравнения,и к четвертым входам формирователейсинхросигналов, выход второго сумматора - к первому входу второго и квторому входу первого элементов срав"нения и к пятым входам формирователей синхросигналов, выход третьегосумматора - к вторым входам второгои третьего элементов сравнения н кшестым входам формирователей синхросигналов, седьмые, восьмые и девятые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов сравнения, и в каждом канале управлениявыход формирователя синхросигналовсоединен через первый вентиль с управляющим входом Фазовращателя, авыход блока сравнения через второйвентиль - с соответствующим приводом.2,устройство по п.1,о т л и ч а ющ е е с я тем,что формирователь синхросигналов состоит из четвертого,пятого и шестого элементов сравнения, трех умножителей, выходами подключенных к четвертому сумматорувыход которого подключен к выходуформирователя синхросигналов, первые входы элементов сравнения подключены к первому, второму и третьему входам формирователя синхросигналов, четвертый, пятый и шестой,входы которого подключены к вторымвходам элементов сравнения, выходыкоторых подключены соответственнок первым входам блоков умножения,вторые входы которых подключены кседьмому, восьмому и девятому входам Формирователя синхросигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 441581 кл, 6 08 С 19/44, 1972,8688 4 Составитель В. Грибова Спиридонова Техред М.надь Корректор С. С. ШРеда аказ 8336/74ВНИИ 11303 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 694ПИ Государственного коми делам изобретений и отк Москва, Ж, Раушская н Подписноеета СССРытий б., д, 4/5